Quando uma estrela com até 20 vezes a massa do nosso Sol explodiu em uma galáxia próxima, a explosão foi tão violenta que foi visível a olho nu do hemisfério sul da Terra por semanas em 1987. Cientistas finalmente identificaram a prole dessa supernova —um objeto enormemente denso chamado estrela de nêutrons.
Dois instrumentos no Telescópio Espacial James Webb (JWST) que observaram a supernova em comprimentos de onda infravermelhos identificaram evidências químicas reveladoras envolvendo átomos de argônio e enxofre, indicando que uma estrela de nêutrons recém-nascida está envolta nos destroços deixados pela explosão, segundo pesquisadores.
Tais explosões podem forjar dois tipos diferentes de objetos compactos exóticos: um buraco negro ou uma estrela de nêutrons. As observações do Webb resolvem o quebra-cabeça de qual deles resultou dessa supernova.
"Depois de seguir a supernova e procurar pelo objeto compacto por mais de três décadas, é emocionante finalmente encontrar a evidência faltante para a estrela de nêutrons, graças ao JWST", disse o professor de astrofísica Claes Fransson da Universidade de Estocolmo, na Suécia, autor principal do estudo publicado na revista Science.
"As estrelas de nêutrons são remanescentes compactos extremamente densos da explosão de uma estrela massiva", disse o coautor do estudo Patrick Kavanagh, professor do departamento de física experimental na Universidade de Maynooth, na Irlanda. "É comparável a comprimir toda a massa do Sol no tamanho de uma cidade. Elas são tão densas que uma colher de sopa de estrela de nêutrons pode pesar tanto quanto uma montanha."
Essa supernova, chamada Supernova 1987A, ocorreu a 160 mil anos-luz da Terra na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia anã vizinha à Via Láctea. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, 9,5 trilhões de km. A estrela, devido à sua grande massa, teve uma vida relativamente curta de cerca de 20 milhões de anos, muito menos que a do nosso Sol.
A luz da explosão foi vista da Terra em 24 de fevereiro de 1987, no dia seguinte à detecção de uma explosão de neutrinos —partículas subatômicas produzidas em grande quantidade quando o núcleo de uma estrela grande entra em colapso— gerada pela supernova. Foi a primeira vez desde 1604 que uma supernova foi visível a olho nu.
Estrelas com pelo menos 8 a 10 vezes a massa do Sol encerram suas vidas em uma supernova, expelindo grande parte de sua matéria para o espaço após o colapso do núcleo estelar, mas deixando um remanescente. Embora catastróficas, essas explosões são as principais fontes de elementos químicos, incluindo carbono, oxigênio, silício e ferro, que tornam a vida possível.
O remanescente, dependendo do tamanho da estrela condenada, pode ser uma estrela de nêutrons ou um buraco negro, um objeto cuja atração gravitacional é tão forte que nem a luz pode escapar.
Com a Supernova 1987A, o tamanho da estrela e a duração da explosão de neutrinos sugeriram que o remanescente seria uma estrela de nêutrons, mas isso não havia sido confirmado por evidências diretas.
"Evidências diretas para qualquer um desses objetos exóticos nunca foram encontradas tão logo após uma explosão de supernova, até agora", disse Kavanagh.
Os instrumentos do Webb detectaram átomos de argônio e enxofre cujos elétrons externos foram removidos, o que significa que estavam "ionizados". Os pesquisadores estudaram vários cenários e descobriram que esses átomos só poderiam ter sido deixados nesse estado por radiação ultravioleta e de raios X de uma estrela de nêutrons.
Os pesquisadores agora estão trabalhando para determinar que tipo de estrela de nêutrons é essa: um tipo de rotação rápida chamado pulsar, com um campo magnético forte, ou um mais "silencioso" com um campo magnético fraco.
As descobertas representam mais um feito do Webb, que se tornou operacional em 2022.
A poeira composta de mais de 200 mil vezes a massa da Terra se formou como destroços após a explosão, tornando a área ao redor da estrela de nêutrons resultante muito opaca para ser estudada usando telescópios focados em comprimentos de onda ópticos ou ultravioleta. Mas o Webb se concentra no infravermelho.
"No infravermelho, essa poeira é muito mais transparente", disse Mike Barlow, astrônomo da University College London e coautor do estudo.
Comentários
Os comentários não representam a opinião do jornal; a responsabilidade é do autor da mensagem.